Uticaj ultrazvučnog i toplotnog predtretmana na tehnološka i funkcionalna svojstva sušene konzumne i začinske paprike
Influence of ultrasound and heat pretreatment on technological and functional properties of dried bell and paprika pepper
Докторанд
Lučić, MilicaМентор
Sredović Ignjatović, IvanaЧланови комисије
Lević, StevaAntić, Mališa
Vukosavljević, Predrag
Onjia, Antonije
Метаподаци
Приказ свих података о дисертацијиСажетак
SAŽETAK
Cilj ovoga istraživanja bio je unapređenje funkcionalnih i tehnoloških svojstava sušene
konzumne i začinske paprike kroz primenu različitih predtretmana i metoda sušenja. Istraživanja su
obuhvatila ispitivanje nutritivnih i antioksidativnih parametara svežih plodova i nutritivnih,
antioksidativnih i fizičkih parametara prerađenih plodova konzumne i začinske paprike. Ispitan je
uticaj različitih predtretmana, kao što su blanširanje, hemijski predtretman, ultrazvuk i njihove
međusobne kombinacije. Dodatno, proučavan je i uticaj metoda sušenja - sušenje u tunelskoj sušari
strujom toplog vazduha i sušenje postupkom liofilzacije. Glavni cilj je bio utvrđivanje najpogodnije
kombinacije predtretmana i metoda sušenja za očuvanje nutritivnih, antioksidativnih i senzornih
karakteristika sušene paprike. Frakcioni faktorijski dizajn je upotrebljen za proučavanje uticaja ovih
faktora.
U okviru prvog dela istraživanja izvršena je analiza mineralnog sastava komercijalno dostupnih
svežih i pre...rađenih paprika kao i analiza sadržaja vitamina C kod četiri sorte konzumne paprike u tri
stepena zrelosti. Takođe je izvršena i procena dijetetskog unosa minerala i zdravstvenog rizika koji
potiče od toksičnih elemenata usled konzumacije plodova paprike. Rezultati ovih analiza ukazali su
da plodovi paprike ne predstavljaju značajan izvor minerala, gde količine prisutne u prosečnim
porcijama za decu i odrasle nisu dovoljne za zadovoljenje preporučenih dnevnih potreba. Izuzetak
su bili određeni kiseli i sveži plodovi koji predstavljaju značajniji izvor Cu, Cr i Mo. Analizom
sadržaja minerala u tri stepena zrelosti kod sorte Kurtovska kapija zapaženo je da se sadržaj
minerala kontinualno menja tokom sazrevanja ploda što se ogleda u višem usvajanju K, Zn, Mg,
Cu, B i gotovo stalnoj cirkulaciji Mg i Fe do pune zrelosti ploda. Rezultati ispitivanja zdravstvenog
rizika su ukazali da plodovi paprike i njihovi proizvodi ne nose zdravstveni rizik za decu i odrasle
usled unosa toksišnih elemenata kao što su Al, Hg, Cd i As. Većina analiziranih paprika je bila
odličan izvor vitamina C sa sadržajem L-askorbinske kiseline većim od 100 mg/100 g, što znači da
konzumacijom 100 g sveže paprike može se zadovoljiti preporučeni dnevni unos vitamina C.
U drugom delu istraživanja izvršena je analiza uticaja određenih predtretmana na mineralni
sastav, sadržaj ukupnih fenolnih jedinjenja, antioksidativnu aktivnost i sadržaj L-askorbinske
kiseline. U prvoj seriji eksperimenata ispitivano je ispiranje makro-, mikro- i elemenata u tragovima
tokom ultrazvučnog pretretmana u vodi i rastvoru sirćetne kiseline. Za ovaj set eksperimenata
upotrebljeni su plodovi sorte Kurtovska kapija. Do najvećih gubitaka minerala je došlo tokom
prerade zelenih plodova, dok je ultrazvučni predtretman sa sirćetnom kiselinom poboljšao
ekstrakciju toksičnih elemenata kao što su Al, Hg i As. Iako je ultrazvučni predtretman u rastvoru
sirćetne kiseline doprineo najvećem uklanjanju toksičnih elemenata istovremeno je uticao i na
značajne gubitke Fe (do 77% ukupnog gvožđa). U drugoj seriji eksperimenata ispitivan je uticaj
ultrazvučnog, hemijskog i toplotnog predtretmana na sadržaj ukupnih fenolnih jedinjenja,
antioksidativnu aktivnost i sadržaj L-askorbinske kiseline kod začinske paprike. Najveći uticaj na
sadržaj ukupnih fenolnih jedinjenja i L-askorbinske kiseline od primenjenih predtretmana imala je
temperatura predtretmana, gde su više temperature izazvale veće gubitke (50 i 80 oC). Primenjeni
predtretmani nisu značajno uticali na antioksidativnu aktivnost prethodno tretirane začinske
paprike.
U trećem delu istraživanja izvršeno je ispitivanje uticaja primenjenih predtretmana i metoda
sušenja na kvalitet sušene konzumne i začinske paprike. Kod sušene začinske paprike rađene su
sledeće analize: mineralni sastav, sadržaj ukupnih polifenola, sadržaj ukupnih karotenoida,
antioksidativna aktivnost, sadržaj L-askorbinske kiseline, boja (CIELab i ne-enzimatski indeks
tamnjenja), tekstura, morfološke karakteristike i mikrobiološka aktivnost kod sušene začinske
paprike, dok je kod sušene konzumne paprike ispitivan sadržaj L-askorbinske kiseline i
mikrobiološka aktivnost. Cilj je bio da se utvrdi uticaj različitih faktora (vreme predtretmana,
temperatura predtretmana, primenjeni aditiv, pH vrednost rastvora za predtretman, primena
ultrazvuka, masa uzorka koji se tretira, veličina komadića i način sušenja) na navedene parametre
kvaliteta sušene paprike. Nekoliko faktora je značajno uticalo na kvalitet sušene začinske paprike...
This thesis aimed to improve the functional and technological properties of dried bell and
paprika peppers by applying different pretreatments and drying methods. The research included the
examination of nutritional and antioxidant parameters of fresh peppers and nutritional, antioxidant,
and physical parameters of the processed dried bell and paprika peppers. The influence of different
pretreatments, such as blanching, chemical pretreatment, ultrasound and their combinations, was
investigated. Additionally, the effect of drying methods was studied - drying in a tunnel dryer with
hot air and freeze-drying. The main goal was to determine the most suitable combination of
pretreatments and drying methods for the preservation of nutritional, antioxidant, and sensory
properties of dried pepper. Fractional factorial designs were used to study the effects of these
factors.
Within the first part of the research, the analysis of the mineral composition of commercially
available fresh and proces...sed peppers was performed, as well as the analysis of vitamin C content
in four cultivars of bell peppers in three ripening stages. Dietary mineral intake and health risks
assessment of toxic elements due to the consumption of pepper fruits were also evaluated. The
results of these analyzes indicated that pepper fruits are not a significant source of minerals, where
the amounts present in average portions for children and adults are not sufficient to meet the
recommended daily needs. The exceptions were certain sour and fresh fruits, which are a significant
source of Cu, Cr, and Mo. Analysis of mineral content in three ripening stages for the cultivar
Kurtovska kapiya showed that the mineral content changes continuously during fruit ripening,
which is reflected in higher absorption of K, Zn, Mg, Cu, B and almost constant circulation of Mg
and Fe until full fruit maturity. The results of the health risk study indicated that pepper fruits and
their products do not represent a health risk for children and adults due to the intake of toxic
elements such as Al, Hg, Cd, and As. Most of the analyzed peppers were excellent sources of
vitamin C with L-ascorbic content higher than 100 mg/100g, which means that eating 100 g of fresh
pepper is enough to meet the recommended daily intake.
The second part of the study examined the effects of different pretreatments on mineral
composition, total phenolics content, antioxidant activity, and L-ascorbic acid content. The first
series of experiments investigated leaching of macro-, mirco- and trace elements during ultrasound
pretreatment in water and acetic acid solution. The cultivar Kurtovska kapiya was used for this set
of experiments. The highest leaching of elements occurred during the processing of green fruits,
while ultrasonic pretreatment with acetic acid improved the extraction of toxic elements Al, Hg and
As. Although ultrasonic pretreatment with acetic acid solution contributed to the highest removal of
the toxic elements, it also caused a significant loss of Fe (up to 77% of total iron). The second series
of experiments investigated the effects of ultrasonic, chemical, and thermal pretreatments on the
total phenolics content, antioxidant activity, and L-ascorbic acid content of paprika pepper. The
pretreatment temperature highly influenced the total phenolics and L-ascorbic acid content, with
higher temperatures causing higher leaching of these compounds (50 and 80 oC). The applied
pretreatments did not significantly affect the antioxidant activity of previously treated peppers.
The third part of the research investigated the effects of applied pretreatments and drying
methods on dried paprika and bell pepper quality. For dried paprika peppers following analyses
were performed: mineral composition, total phenolics content, total carotenoids content, antioxidant
activity, L-ascorbic acid content, color (CIELab and non-enzymatic browning index), texture,
morphological properties, and microbiological activity, while for dried bell peppers L-ascorbic acid
content and microbiological activity were investigated. The aim was to determine the influence of
various factors (pretreatment time, pretreatment temperature, applied additives, pH value of
pretreatment solution, application of ultrasound, mass of the treated peppers, pieces size, and drying
methods) on the mentioned parameters of dried pepper quality...